快速冷凝法制取纖維的冷卻裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供了一種快速冷凝法制取纖維的冷卻裝置。它由冷卻輥、進水管、出水管、導流管、出水口、支座和軸承座組成。冷卻輥、出水管組裝成一體，裝配在軸承座上，出水管即為轉動軸。進水管和導流管組裝成一體，固定在支座上，為不轉動部分。導流管密集分布于相對于冷凝區Ａ和冷卻區Ｂ的位置。由導流管噴射出的冷卻液徑向垂直射向冷卻輥內表面，并覆蓋Ａ區和Ｂ區。本實用新型專利技術不僅具有良好的冷卻效果。而且克服了“冷卻死角”。（*該技術在2004年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于由金屬熔融體連續鑄造成形裝置。主要適用于金屬或非金屬纖維的制取。采用快速冷凝法由金屬熔融體連續地直接制取纖維已廣為應用。該方法通過一道工序即可把金屬熔融體制成具有一定形狀和尺寸的制品。不僅設備簡單，能耗小，成本低，而且可以隨著冷卻速度的不同，可使制品獲得非晶或微晶的金屬結構，獲取優異的物理化學和力學性能，使制品質量大大提高。冷卻裝置是采用快速冷凝法由金屬熔融體直接制取固態制品的工藝中最關鍵的設備。一方面它要具有極高的冷卻速度(一般要求103～106℃／sec)，迅速將高溫熔融體的熱量傳走，另一方面又要克服由于冷卻裝置的高速旋轉產生的離心力對水流動不暢的影響。中國專利ZL 90203907.5提供了一種快速凝固金屬薄帶的冷卻裝置。該裝置的冷卻輥由輥套、主軸、園環形窄水套、軸承和皮帶輪組成。輥套的內側園周面與主軸相應的外園柱面形成一個園環形窄水套。輥套、主軸和園環形窄水套構成一體，且整體旋轉。冷卻輥輥面為光滑面。這種冷卻裝置，雖然能達到預期的冷卻效果，但仍存在如下不足之處(1)水流沿著冷卻輥面流動，難于消除由于離心力而產生的冷卻死角，以及冷卻輥內轉角處的冷卻死角。(2)沿著冷卻輥寬度的方向上水流總是由冷至熱，存在著溫度梯度，因此沿著此方向冷卻速度也會由大到小存在差異。本技術的目的在于提供一種冷卻效果好，且能快速冷凝制取異形截面金屬或非金屬纖維或薄帶的快速冷凝法制取纖維的冷卻裝置。本技術所述的快速冷凝法制取纖維的冷卻裝置中的冷卻輥處于金屬熔融體的液面上方，當冷卻輥的外棱與液面接觸時，金屬熔融體附著在冷卻輥外棱上，且由于冷卻輥的高速冷卻，附在外棱處的金屬熔融體被迅速冷卻凝固成固體，繼續冷卻后，在冷卻輥高速旋轉的離心力的作用下，已凝固冷卻的固體被拋甩出去，成為纖維制品。本技術所述的冷卻裝置由冷卻輥、進水管、導流管、出水管、支座和軸承座組成。冷卻輥是一個內空的園柱形腔體，一個端面封閉，另一端面與出水管封閉相接，組裝成一體，安裝在軸承座上，可由電機驅動，成為轉動部分。出水管即為轉動軸。導流管與進水管組裝為一體，固定在一個支座上，為固定部分。導流管處于冷卻輥的內空腔體內，相對于冷卻輥中心軸線呈輻射狀，并安裝在處于空腔內的進水管上。冷卻輥的園柱外表面上沿園周方向，均有根據所需纖維形狀和尺寸而設計的外棱。本技術的設計原理可根據附附圖說明圖1加以說明，在附圖1中，1為冷卻輥，它是內空的園柱體，11為盛熔融體的容器，13為熔融體(又稱熔池)；12為纖維，S為冷卻輥的外棱，它環繞園柱面，呈園形；S1S2......Sn為冷卻輥外棱上的某點；A為冷凝區，即與熔融體接觸并發生冷凝過程的外棱所處的位置，在A區，外棱的弧長為SA；B為冷卻區，即是附著在外棱被冷凝的固體繼續冷卻所處的位置，在B區外棱的弧長為SB。工作時，冷卻輥1旋轉，當冷卻輥外棱上的某點S1旋轉至下方與熔融體13在A區接觸時，一部分熔融體被附著在外棱S1上，并被迅速冷卻凝固為一定形狀和尺寸的固體，隨著冷卻輥1的旋轉，該固體離開A區，離開熔融體，進入B區，繼續冷卻，并在冷卻輥離心力的作用下S1點上的固體被拋離冷卻輥。隨后，相鄰的S2S3......Sn點相繼進入熔融體，進入A區，接著進入B區，也相繼被拋離冷卻輥。由于S1、S2......Sn的連續性，因此被拋出的是成為具有一定形狀和尺寸的纖維制品。由圖1看出，熔融體的冷凝過程，即纖維的形成過程只集中在A區，B區只是所形成的纖維的繼續冷卻過程，冷卻輥的其它區域，沒有熔融體快速冷凝的過程發生。因此，A區的冷卻效果是本專利技術的技術關鍵。另外，消除冷卻死區也是本專利技術的另一關鍵技術。為此，本技術設計了冷卻輥在A區、B區具有高冷卻效果的冷卻裝置。使冷卻輥腔體內的冷卻系統集中針對冷凝區A和冷卻區B，實施強化冷卻。其裝置的要點是采用多排輻射式導流管將冷卻液向待冷卻的區域垂直地或以某一角度噴射，并保證冷卻液的噴射范圍要復蓋在A、B區內冷卻輥內壁以及冷卻死角，達到對A、B區實施強化冷卻，使之具有良好的冷卻效果。與現有技術相比，本技術具有如下優點。(1)由于導流管呈輻射狀分布，所噴出的冷卻液垂直或以一定角度射向冷卻輥的內表面，可將由于冷卻輥的離心力作用而附著在內表面的不易流動的冷卻液沖走，消除了離心力導致的“冷卻死角”，大大提高冷卻效果。(2)可實現對冷卻輥中A區、B區的強化冷卻，使附著在冷卻輥外棱點的熔融體快速冷凝和冷卻。(3)結構簡單，制造方便。現結合附圖對本技術作進一步說明。附圖2為本技術快速冷凝制取纖維的冷卻裝置的結構示意圖。附圖3為附圖2中的C－C剖示結構示意圖。在附圖2和附圖3中，1為冷卻輥，2為進水管，3為出水管，4為導流管，5為支座，6為軸承座，7為出水口，8為噴咀，9為出水槽，A為冷凝區，B為冷卻區，SA和SB分別為冷凝區和冷卻區內冷卻輥外棱弧長度，h為冷卻輥1的內表面軸向寬度，S為冷卻輥的外棱。冷卻輥1為內空的園柱形腔體，它的一端是封閉的，另一端與出水管3密封相接，并裝配在由電機驅動的軸承座6上；出水管3即為轉動軸。出水槽9固定不動，它與出水管3為動密封連接。進水管2與導流管4組裝成一體，并裝配在固定不動的支座5上。導流管4組裝在進水管2上，并處于冷卻輥1的內空腔體內。冷卻輥1、進水管2和出水管3為同一軸線。導流管4相對于進水管2的軸線呈輻射狀分布，裝配時，每條導流管的方向可以調整，以便使冷卻液射向任何需要冷卻的區域。在冷卻輥1的內空腔體內，在垂直進水管軸線的橫截面上裝有多條呈徑向輻射狀的導流管4，如圖3所示；沿冷卻輥1的軸線方向裝配了多排導流管4，如圖2所示。冷卻液由進水管2通過導流管4，噴咀8，垂直或以某一定角度射向冷卻輥1的A、B區所對應的內壁，吸收來自熔融體的熱量后上浮，流向出水管3，從出水口7流出。權利要求1.一種快速冷凝法制取纖維的冷卻裝置，包含冷卻輥、轉動軸、進水管、出水管，其特征在于(1)冷卻輥(1)和出水管(3)組裝成一體，裝配在由電機驅動的軸承座(6)上；(2)進水管(2)與導流管(4)組裝成一體，裝配在固定不動支座(5)上；(3)導流管(4)裝配在冷卻輥(1)內空的腔體內的進水管(2)上，相對于進水管(2)軸線呈輻射狀分布；(4)相對于其它區域，導流管(4)更密布于冷凝區A和冷卻區B；(5)出水槽(9)與出水管(3)和出水口(7)相接。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于冷卻輥(1)為內空的園柱形腔體。3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于在冷卻輥(1)的內空腔體內，在垂直進水管(2)軸線的橫截面上裝有多條呈徑向輻射狀的導流管(4)；沿冷卻輥(1)的軸線方向裝配了多排導流管(4)。4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于出水管(3)即為冷卻輥(1)的轉動軸。5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于出水槽(9)固定不動，與出水管(3)為動密封連接。專利摘要本技術提供了一種快速冷凝法制取纖維的冷卻裝置。它由冷卻輥、進水管、出水管、導流管、出水口、支座和軸承座組成。冷卻輥、出水管組裝成一體，裝配在軸承座上，出水管即為轉動軸。進水管和導流管組裝成一體，固定在支座上，為不轉動部分。導流管密集分布于相對于冷凝區A和冷卻區B的位置。由導流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種快速冷凝法制取纖維的冷卻裝置，包含冷卻輥、轉動軸、進水管、出水管，其特征在于：（１）冷卻輥（１）和出水管（３）組裝成一體，裝配在由電機驅動的軸承座（６）上；（２）進水管（２）與導流管（４）組裝成一體，裝配在固定不動支座（５）上； （３）導流管（４）裝配在冷卻輥（１）內空的腔體內的進水管（２）上，相對于進水管（２）軸線呈輻射狀分布；（４）相對于其它區域，導流管（４）更密布于冷凝區Ａ和冷卻區Ｂ；（５）出水槽（９）與出水管（３）和出水口（７）相接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉文能，王一禾，劉楚方，
申請(專利權)人：冶金工業部鋼鐵研究總院，
類型：實用新型
國別省市：11[中國|北京]